DE3879695T2 - Lichtdetektor für ein bilderzeugungsgerät mittels einer transparenten lichtstimulierbaren phosphorschicht. - Google Patents

Description

• Die Erfindung behandelt eine Vorrichtung zum Auslesen des Bildes, das auf einem photostimulierbaren Phosphor-Bildaufzeichnungsmedium gespeichert ist. Insbesondere behandelt sie eine Vorrichtung zum Erkennen der von einer transparenten photostimulierbaren Phosphorfolie abgegebenen Strahlung in Abhängigkeit von der Abfrage der stimulierenden Strahlung.
• In einem photostimulierbaren Phosphorbildsystem, wie es im US- Abänderungspatent Nr. Re. 31,847, neu erteilt am 12. März 1985 an Luckey, beschrieben wird, wird eine photostimulierbare Phosphorfolie einem Bildmuster aus Hochenergiestrahlung kurzer Wellenlänge ausgesetzt, wie zum Beispiel Röntgenstrahlung, um auf der photostimulierbaren Phosphorfolie ein latentes Bildmuster aufzuzeichnen. Das latente Bild wird ausgelesen, indem der Phosphor durch eine stimulierende Strahlung mit vergleichsweise langer Wellenlänge stimuliert wird, wie beispielsweise durch rotes oder infrarotes Licht. Bei der Stimulation setzt der photostimulierbare Phosphor im Verhältnis zur Menge der empfangenen Kurzwellenstrahlung emittierte Strahlung mittlerer Wellenlänge, wie zum Beispiel blaues oder violettes Licht, frei. Um ein für die elektronische Bildverarbeitung brauchbares Signal zu erzeugen, wird die photostimulierbare Phosphorfolie anhand eines Rastermusters von einem Lichtstrahl abgetastet, der beispielsweise durch einen Laser erzeugt wird, der von einem schwingenden oder rotierenden Abtastspiegel abgelenkt wird; und die abgegebene Strahlung wird durch einen Photodetektor, wie zum Beispiel eine Photovervielfacherröhre, abgetastet, um das elektronische Bildsignal zu erzeugen.
• Bei herkömmlichen photostimulierbaren Phosphor-Bildsystemen ist die photostimulierbare Phosphorfolie sowohl für stimulierende als auch für abgegebene Lichtwellenlängen trübe. In einem derartigen trüben Phosphorsystem entspricht die Mindest-Pixelgröße und damit die zu erzielende Auflösung dem Streubereich des Abtaststrahlenbündels in der stimulierbaren Phosphorfolie. Es wurde vorgeschlagen, die Auflösung eines photostimulierbaren Phosphorsystems deutlich zu verbessern, indem die photostimulierbare Phosphorfolie transparent gestaltet wird, so daß eine Reduzierung der tatsächlichen Pixelgröße ermöglicht wird, da die scheinbare Größe des Strahlenbündels durch die Streuung nicht vergrößert wird. Man vergleiche diesbezüglich den Artikel mit dem Titel "Laser-Stimulable Transparent CsI:Na Film for a High Quality X-ray Image Sensor" von Kano et al, Applied Physics Letters 48 (17), 28. April 1986. Da die MÜF (Modulationsübertragungsfunktion - eine Maßangabe für die Fähigkeit des Systems zur Aufzeichnung von Einzelinformationen) des Bildsystems auf der Grundlage von transparentem photostimulierbaren Phosphor im wesentlichen durch den tatsächlichen Umfang des Abtaststrahlenbündels der stimulierenden Strahlung begrenzt ist, kann die Röntgenstrahlenabsorption der Folie erhöht werden, indem diese dicker gemacht wird, ohne den tatsächlichen Umfang des Abtaststrahls zu vergrößern. Auf diese Weise läßt sich der Störabstand des Röntgendetektors verbessern. Bei herkömmlichen trüben Phosphorfolien war die Dicke durch die Ausbreitung des Abtaststrahls im trüben Phosphor begrenzt. Unglücklicherweise haben transparente photostimulierbare Phosphorfolien einen Nachteil, insofern als ein großer Teil des abgegebenen Lichts in der Phosphorfolie totalreflektiert und von herkömmlichen Lichtdetektoren nicht erfaßt wird. Der einzige Anteil abgegebenen Lichts, der aus der Oberfläche der photostimulierbaren Phosphorfolie heraustritt, ist derjenige, der in dem Raumwinkel abgegeben wird, der durch die Lichtstrahlen begrenzt wird, die in einem kleineren als einem kritischen Winkel auf die Oberfläche auftreffen. Bei einer transparenten photostimulierbaren Phosphorfolie mit einem Brechungsindex von 1,6 bedeutet dies, daß nur etwa 11% des Lichts aus der oberen Folienfläche heraustreten und daß weitere 11% aus der unteren Folienfläche heraustreten, wobei der Rest des Lichts durch Totalreflexion innerhalb der Folie gehalten wird.
• Eine Lösung dieses Problems ist die Verwendung einer photostimulierbaren Phosphorfolie, die in Polymerbinder dispergierten photostimulierbaren Phosphor enthält. Der Polymerbinder wird so gewählt, daß sein Brechungsindex dem des Phosphors bei der stimulierenden Wellenlänge entspricht, nicht aber dem des Phosphors bei der abgegebenen Wellenlänge. Dadurch wird die abgegebene Wellenlänge verstreut und nicht durch Totalreflexion gehalten, und die Vorteile der transparenten Phosphorfolie lassen sich für die stimulierende Wellenlänge ausnutzen. Siehe hierzu das kanadische Patent Nr. 1,175,647, erteilt am 9. Oktober 1984 an DeBoer & Luckey. Wenngleich diese Lösung für ein photostimulierbares Medium der phosphorbindenden Art ideal ist, wird hierbei nicht das Problem für isotrope photostimulierbare Medien gelöst, wie zum Beispiel bei dem im oben erwähnten Artikel von Kano et al beschriebenen Schmelzphosphor. Ferner lassen sich auch in einem photostimulierbaren Medium der phosphorbindenden Art die gewünschten Brechungsindizes in der Praxis nur schwer erzielen. Eine schnelle Änderung des Brechungsindex eines Materials mit Änderungen der Wellenlänge, die erforderlich ist, damit das phosphorbindende System für die stimulierende Wellenlänge transparent und für die abgegebene Lichtwellenlänge trübe wird, ist im allgemeinen mit einer Absorptionsspitze verknüpft. Natürlich muß das Vorliegen einer Absorptionsspitze in der Nähe der gewünschten Wellenlängen vermieden werden, will man den höchstmöglichen Wirkungsgrad des Systems erzielen.
• Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. JP-A-60-12539 beschreibt eine stimulierbare Phosphorbildvorrichtung, bei der ein Sensor über eine Schicht mit Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit an eine Empfangsoptik gekoppelt ist.
• Das US-Patent Nr. 4,578,581, erteilt am 25. März 1986 an Tanaka et al beschreibt eine stimulierbare Phosphorbildvorrichtung, bei der eine photostimulierbare Phosphorfolie verwendet wird und die einen Lichtsensor zum Erkennen von Licht, das von der photostimulierbaren Phosphorfolie abgegeben wird, und zum Erzeugen eines der Lichtmenge entsprechenden elektrischen Signals umfaßt.
• Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Lichtdetektors zur Verwendung mit einem transparenten photostimulierbaren Phosphor-Bildaufzeichnungsmedium, der eine verbesserte Empfangswirkung aufweist.
• Gemäß den Ansprüchen der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Lichtdetektor bereitgestellt wird, der eine Lichterkennungseinrichtung mit einer Lichtempfangsfläche umfaßt sowie Mittel zum Herstellen eines optischen Kontakts mit einer Oberfläche der transparenten Phosphorfolie und mit der Lichtempfangsfläche der Lichterkennungseinrichtung, um die Lichterkennungseinrichtung optisch an die Oberfläche der Lichtempfangsfläche anzukoppeln, so daß in den Bereichen optischen Kontakts die Totalreflexion verhindert wird. Bei einer Ausführungsform der beanspruchten Erfindung umfassen die optischen Ankopplungsmittel einen Lichtleiter mit einer Eingangsfläche, die mit der Oberfläche der transparenten Phosphorfolie in optischem Kontakt steht, und mit einer Ausgangsfläche, die mit der Lichtempfangsfläche der Lichterkennungseinrichtung in optischem Kontakt steht. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtempfangsfläche eine rechteckige Fläche, deren lange Achse parallel zur Richtung eines Abtaststrahls der stimulierenden Strahlung verläuft. Transportmittel bewirken eine Relativbewegung zwischen der Phosphorfolie um dem Lichtdetektor in einer Richtung, die senkrecht zur langen Achse der Lichtempfangsfläche verläuft. Der optische Kontakt zwischen der Lichtempfangsfläche und der Phosphorfolie wird durch eine Einrichtung zum Halten einer Schicht aus Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zwischen der Oberfläche der Phosphorfolie und der Eingangsfläche des Lichtleiters hergestellt.
• Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:
• Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtdetektors;
• Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das zur Beschreibung des Hintergrunds der Erfindung zweckmäßig ist;
• Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm mit der Darstellung des Funktionsprinzips dieser Erfindung;
• Fig. 4 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 5 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 4 dargestellten Lichtdetektors;
• Fig. 6 ist eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Lichtdetektors;
• Fig. 7 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, wobei der Abtaststrahl über einen Lichtleiter eingeführt wird;
• Fig. 8 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 7 dargestellten Lichtdetektors;
• Fig. 9 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, wobei der Lichtleiter mit Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit gefüllt ist;
• Fig. 10 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors, bei dem sich der Lichtsensor in direktem optischen Kontakt mit der Phosphorfolie befindet;
• Fig. 11 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 12 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 11 dargestellten Lichtdetektors;
• Fig. 13 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 14 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 13 dargestellten Lichtdetektors;
• Fig. 15 ist eine perspektivische Draufsicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 16 ist eine perspektivische Draufsicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, wobei ein keilförmiger Lichtleiter eine Oberfläche in optischem Kontakt mit dem photostimulierbaren Phosphor aufweist;
• Fig. 17 ist eine hintere Seitenansicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 18 ist eine Draufsicht eines Lichtdetektors gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 19 ist eine perspektivische Darstellung des in Fig. 18 wiedergegebenen Lichtleiters.
• Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wird das Funktionsprinzip der Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben. Fig. 2 stellt die Wirkung eines Abtaststrahls S auf einer transparenten photostimulierbaren Phosphorfolie 10 dar, die einen Brechungsindex np größer als 1 aufweist. Der Abtaststrahl S stimuliert die Lichtemission in allen Richtungen innerhalb der Phosphorfolie. Nur die in einem durch den Winkel Θc begrenzten Raumwinkel (in Fig. 2 durch durchgehende Linien dargestellt) abgegebenen Lichtstrahlen können aus der Oberfläche der transparenten Phosphorfolie 10 heraustreten. Die restlichen Strahlen (in Fig. 2 durch gestrichelte Linien dargestellt) werden durch Totalreflexion im Innern der Phosphorfolie gehalten. Der kritische Winkel Θc für die Totalreflexion ist wie folgt definiert:
• sin Θc =
• wobei nair der Brechungsindex von Luft = 1 ist. Hinsichtlich des Raumwinkels ist das Verhältnis ε (Austrittsgrad) des aus einer Seite der Folie austretenden Lichts in bezug auf das gesamte abgegebene Licht ausgedrückt als
• Die gesamte Lichtenergie aus der oberen und der unteren Fläche der Folie ist proportional zu 2ε. Bei einem Brechungsindex von 1,6 beträgt der Austrittsgrad etwa 22%. Der Anteil des Lichts, der für die Erfassung durch eine herkömmliche Empfangsoptik zur Verfügung steht, ist demnach 11 % hinsichtlich der Erfassung aus einer Seite der Folie beziehungsweise 22% für beide Seiten. An einer Seite der Folie kann ein Spiegel angebracht und damit das Licht von der anderen Seite der Folie erfaßt werden. In diesem Fall ist der Austrittsgrad ε wie folgt:
• wobei R das Reflexionsvermögen des Spiegels ist.
• Um den Raumwinkel der Erfassung aus einem stimulierten Bereich im transparenten Phosphor zu vergrößern, wird gemäß dieser Erfindung ein Photosensor optisch an die Oberfläche des transparenten Phosphors angekoppelt. Aus der Gleichung (1) ist ersichtlich, daß der kritische Winkel Θc in die Nähe von 90 gebracht werden kann, wenn der Brechungsindex des unmittelbar neben der stimulierbaren Phosphorfolie befindlichen Mediums so geändert wird, daß das Material einen Brechungsindex aufweist, der näher an dem der stimulierbaren Phosphorfolie liegt. Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Verwendung einer Schicht Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit 12 darstellt, die in optischem Kontakt mit der transparenten Phosphorfolie 10 und einem Lichtdetektor 14 ist, so daß die an der Eingangsfläche des Lichtdetektors eintreffende Lichtmenge erhöht wird.
• Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm mit der Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine photostimulierbare Phosphorfolie 10 von einem Strahlenbündel stimulierender Strahlung S eines Lasers 16 abgetastet. Der Strahl S wird durch den rotierenden Polygonalspiegel 18 in einer durch den Pfeil A angegebenen Schnell- oder Zeilenabtastrichtung abgelenkt. Diesbezüglich bekannte Laser-Scanner, Fokussieroptiken und Bildfeldebener, die in dieser Vorrichtung vorliegen, sind im schematischen Diagramm nicht dargestellt. Die stimulierbare Folie wird durch einen Folienantriebsmechanismus mit Motor 20 und Antriebswalze 22 in einer durch den Pfeil B angegebenen Langsam- oder Seitenabtastrichtung vorwärts bewegt. Das von der stimulierbaren Phosphorfolie 10 abgegebene Licht wird empfangen und vom Lichtdetektor 14 erfaßt, der über eine Schicht einer Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit 12 optisch an die untere Fläche der Folie gekoppelt ist. Die Phosphorfolie 10 kann selbsttragend sein oder ein transparentes Trägersubstrat wie beispielsweise Glas (nicht dargestellt) umfassen. Der Lichtdetektor 14 erfaßt das von der Phosphorfolie 10 abgegebene Licht und erzeugt ein Ausgangssignal O.
• Mit Bezugnahme auf Fig. 4 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Verwendung einer Schicht von Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zwischen dem Lichtdetektor 14 und der Phosphorfolie 10 beschrieben.
• Fig. 4 ist eine hintere Seitenansicht des Lichtdetektors 14 mit einem transparenten Lichtleiter 24, der von der stimulierbaren Phosphorfolie 10 abgegebenes Licht zur Eingangsfläche einer Abtasteinrichtung, wie beispielsweise einer Photovervielfacherröhre 26, leitet. Der Lichtleiter 24 umfaßt einen Block aus transparentem Material mit reflektierenden Seitenwänden 23, die beispielsweise durch eine dielektrische oder metallische Beschichtung der Seiten des transparenten Blocks erhalten werden. Die untere Fläche 28 des transparenten Lichtleiters 24 ist in optischem Kontakt mit einem optischen Bandpaßfilter 30. Das Filter 30 ist wiederum in optischem Kontakt mit der Lichtempfangsfläche der Photovervielfacherröhre 26. Das optische Bandpaßfilter 30 läßt Licht der abgegebenen Wellenlänge durch und absorbiert Licht der stimulierenden Wellenlänge, um zu verhindern, daß das stimulierende Licht durch den Photovervielfacher 26 erfaßt wird.
• Der transparente Lichtleiter 24 wird von einem Rahmen 32 gehalten, der einen Durchgang 34 für die Einbringung einer Schicht 12 aus Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zwischen der oberen Fläche 36 des transparenten Lichtleiters 24 und der unteren Fläche der Phosphorfolie 10 definiert. Der Rahmen 32 definiert auch eine Rinne 38, die die Oberseite des Lichtleiters 24 umgibt, um die Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit aufzunehmen und zu einer Wanne 40 zurückzuleiten. Eine Pumpe 42 führt die Flüssigkeit wieder dem Durchgang 34 zu. Im praktischen Einsatz pumpt die Pumpe 42 die Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit kontinuierlich in einer laminaren Strömung zwischen der oberen Fläche 36 des Lichtleiters und der Phosphorfolie 10 um, während die Phosphorfolie am Lichtdetektor 14 vorbeibewegt wird.
• Fig. 5 ist eine perspektivische Draufsicht des Lichtdetektors 14. Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Öffnung zum Durchgang 34 ein Schlitz 44, der parallel zur Kante der Lichtleiteroberfläche 36 verläuft.
• Wahlweise und in Abhängigkeit von den Adhäsionseigenschaften der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit auf der Oberfläche der Phosphorfolie ist ein (gestrichelt dargestellter) Vakuumabstreifer 441 vorgesehen, um überschüssige Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zu entfernen, die auf der Unterseite der Phosphorfolie 10 am Lichtleiter 14 vorbeigeführt wird. Die von der Unterseite der Folie entfernte Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit wird über eine Vakuumpumpe 46 in die Wanne 40 zurückgeleitet.
• Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Lichtdetektors aus Fig. 4, wobei ein dichroitisches Filter 48 dargestellt ist, das das Strahlenbündel S der stimulierenden Strahlung durchläßt und die abgegebene und nicht in der Phosphorfolie totalreflektierte Strahlung reflektiert. Dieses dichroitische Filter 48 kann direkt als Beschichtung auf der Oberfläche der Phosphorfolie aufgetragen sein, oder es kann aus einem getrennten Filter bestehen, das in einem bestimmten Abstand oberhalb der Folie 10 gehalten wird.
• Im Interesse des größtmöglichen Austrittsgrads und damit der maximalen Lichterfassung ist der Brechungsindex der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit idealerweise gleich dem des stimulierbaren Phosphors. Aber auch eine Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit mit einem niedrigeren Brechungsindex ergibt noch signifikante Verbesserungen des Austrittsgrads. Beispielsweise ist bei Wasser mit einem Brechungsindex von 1,33 und einer transparenten Phosphorfolie mit einem Brechungsindex von 1,6 der Austrittsgrad 44%. Bei IsoparTM Fluorkohlenstoffflüssigkeit mit einem Brechungsindex von 1,4 ist der Austrittsgrad 55%, und bei Mineralöl mit einem Brechungsindex von 1,5 beträgt der Austrittsgrad 65%. Diesen Austrittsgraden steht ein Austrittsgrad von 22% ohne optischen Kontakt zwischen Detektor und Phosphorfolie gegenüber.
• Fig. 7 gibt einen Lichtdetektor 14 gemäß einer alternativen Ausführungsform dieser Erfindung wieder, wobei ein Abtaststrahl S von der Unterseite der Phosphorfolie über einen Schlitz 50 in der Seite des Rahmens 32 für den Lichtleiter 24 eingeführt wird. Der Lichtleiter umfaßt einen dichroitischen Spiegel 52 zur Ablenkung des Strahlenbündels der stimulierenden Strahlung S auf die Phosphorfolie 10, der das abgegebene Licht zur Photovervielfacherröhre 26 durchläßt. Die Seiten 53 des Lichtleiters haben reflektierende Beschichtungen, wie zum Beispiel dielektrische oder metallische Beschichtungen, um das abgegebene Licht zu reflektieren. Für den Abtaststrahl S ist in der Beschichtung ein Fenster vorgesehen. Die Mittel zum Halten einer Schicht aus Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit 12 zwischen der oberen Fläche 36 des Lichtleiters 24 und der Unterseite der Phosphorfolie 10 sind die gleichen, die weiter oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben wurden. Als Alternative zu einem dichroitischen Spiegel 48 zum Durchlassen des Abtaststrahls und zur Reflexion abgegebenen Lichts kann eine Breitbandreflexionsfläche verwendet werden, wobei der Abtaststrahl S zurückgeworfen wird und erneut den photostimulierbaren Phosphor durchläuft, so daß eine geringere stimulierende Strahlstärke verwendet werden kann.
• Fig. 8 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 7 wiedergegebenen Lichtdetektors mit der Darstellung des Schlitzes 50 im Rahmen 32 zur Einkopplung des Strahlenbündels mit stimulierender Strahlung.
• Bei einer weiteren Abänderung des Lichtdetektors ist der Lichtleiter 24 durch einen flüssigkeitsgefüllten Hohlraum 31 ersetzt, der reflektierende interne Flächen 35 aufweist, wie in Fig. 9 dargestellt wird. Wie weiterhin in Fig. 9 dargestellt ist, können die Wände 35 des flüssigkeitsgefüllten Hohlraums spitz zulaufend ausgeführt sein, so daß sie vom Lichteingang zum Hohlraum schräg verlaufen und somit den Erfassungsgrad des Lichtdetektors erhöhen. In ähnlicher Weise können auch die Lichtleiter in den Figuren 4 und 7 spitz zulaufend gestaltet sein, um den Erfassungsgrad zu erhöhen.
• Der Lichtleiter beziehungsweise der flüssigkeitsgefüllte Raum in den Figuren 4, 7 und 9 neigen dazu, als Lichtzerstreuungskammer zu wirken, so daß das Ansprechverhalten des Lichtdetektors über die gesamte Abtastzeile gleichförmig ist. Bei Anwendungen, in denen die Gleichförmigkeit des Ansprechverhaltens kein kritischer Faktor ist, kann auch auf den Lichtleiter verzichtet werden und die Vorderseite der Photovervielfacherröhren direkt an die Unterseite des Phosphors angekoppelt sein, wie in Fig. 10 dargestellt ist.
• Fig. 11 ist eine hintere Seitenansicht der Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei die Flüssigkeitsschicht zwischen der Phosphorfolie 10 und dem Lichtdetektor 14 von Flüssigkeitskräften gehalten wird und nicht durch einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom, wie in den vorstehenden Beispielen. Bei der in Fig. 11 dargestellten Anordnung wird die stimulierbare Phosphorfolie 10 in einem vorbestimmten Abstand d vom Lichtleiter 24 gehalten. Eine vorbestimmte Menge der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit 12 wird über einen Dosierzylinder 56 mit Kolben 58, der zwischen den beiden Ventilen 60 und 62 angeordnet ist, zwischen Llchtdetektor 14 und Phosphorfolie 10 geleitet. Im praktischen Betrieb ist das Ventil 60 geöffnet, und das Ventil 62 ist geschlossen, wenn sich der Kolben am oberen Totpunkt des Zylinders befindet. Der Kolben wird zurückgezogen, um den Zylinder mit einer vorbestimmten Menge Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zu füllen. Das Ventil 60 schließt, das Ventil 62 öffnet, und der Kolben hebt sich im Zylinder, um die vorbestimmte Ladung Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit in den Spalt zwischen der Phosphorfolie und dem Lichtdetektor zu leiten. Die Menge der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit ist so bemessen, daß die Oberflächenspannungskräfte die Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit im gewünschten Bereich zwischen dem Detektor und der Phosphorfolie halten.
• In Fig. 12 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 11 dargestellten Lichtdetektors 14 wiedergegeben. Die Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit wird über eine Reihe von Öffnungen 64 eingeführt, die von einem Verteiler ausgehen (nicht dargestellt).
• Eine Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 13 dargestellt. Wie als hintere Seitenansicht in Fig. 13 dargestellt wird, ist eine transparente Walze 64 drehbar in einer Rinne 66 der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit gelagert. Die Rinne 66 hat reflektierende Beschichtungen an ihren Innenwänden 65 und eine transparente Unterseite 67. Sie dient zusammen mit der Walze 64 als Lichtleiter. Eine Reihe aus Lichtsensoren, wie zum Beispiel den Photovervielfacherröhren 26, ist an der Unterseite der Rinne 66 in optischem Kontakt dazu angeordnet. Die transparente Walze bringt eine Schicht der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit 12 zur Unterseite der Phosphorfolie 10. Durch die Oberflächenspannung wird ein Meniskus der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit 12 zwischen der Walze und der Unterseite der Phosphorfolie 10 gehalten.
• Fig. 14 ist eine perspektivische Draufsicht des in Fig. 13 dargestellten Lichtdetektors. Eine Einrichtung wie ein Motor 68 kann vorgesehen werden, um die Walze 64 so zu rotieren, daß sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Phosphorfolie 10. Die Phosphorfolie kann über der Walze 64 gebogen sein, um den Bereich des optischen Kontakts mit der Walze zu vergrößern.
• Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen wurde die transparente Phosphorfolie bezüglich des Lichtdetektors bewegt. Das Prinzip dieser Erfindung kann auch auf eine Vorrichtung angewandt werden, bei der der Lichtdetektor in bezug auf die Phosphorfolie ortsfest ist. In Fig. 15 ist eine derartige Anordnung dargestellt, wobei ein Feld aus Lichtsensoren 26 in optischem Kontakt mit der Rückseite der Phosphorfolie 10 angeordnet ist. Der optische Kontakt kann wie bei den vorstehenden Ausführungsformen über eine Schicht aus Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit hergestellt werden, oder über eine Schicht aus optischem Kitt, da es keine Relativbewegung zwischen der Phosphorfolie 10 und den Lichtsensoren 26 gibt.
• In Fig. 16 ist eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform dargestellt, bei der ein keilförmiger transparenter Lichtleiter 24 eine Fläche 36 in optischem Kontakt mit der transparenten Phosphorfolie 10 aufweist. Eine gegenüberliegende Fläche des keilförmigen Lichtleiters 24 ist mit einem dichroitischen Filter 70 ausgestattet, das das durch die durchgehende Linie dargestellte stimulierende Licht durchläßt und das durch die gestrichelte Linie dargestellte abgegebene Licht auf eine Reihe Lichtsensoren 26 reflektiert, die in optischem Kontakt mit der Basis 72 des keilförmigen Lichtleiters 24 sind. Die übrigen Seiten des Lichtleiters 24 sind mit einer reflektierenden Beschichtung versehen.
• Fig. 17 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform ähnlich der in Fig. 16 dargestellten Vorrichtung, wobei eine Reihe von Lichtsensoren 26 an zwei Kanten des Lichtleiters 24 angeordnet ist. Die obere Fläche 36 des Lichtleiters 24 ist in optischem Kontakt mit der Phosphorfolie 10, und die Lichtempfangsflächen der Lichtsensoren 26 sind in optischem Kontakt mit dem Lichtleiter 24.
• Fig. 18 ist eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei an allen vier Seiten eines Lichtleiters 24 Lichtsensoren 26 angeordnet sind.
• Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht des Lichtleiters 24, bei der dargestellt ist, wie der Lichtleiter an allen vier Seiten spitz zuläuft.
• Der Lichtdetektor gemäß den Ansprüchen dieser Erfindung ist zweckmäßig bei Röntgenbildvorrichtungen der Art, bei der transparenter photostimulierbarer Phosphor verwendet wird. Der Lichtdetektor ist insofern vorteilhaft, als der Lichterfassungsgrad des Lichtdetektors deutlich höher ist als bei Detektoren bisheriger Bauweise, wodurch die Ausnutzung der durch ein transparentes photostimulierbares Phosphorsystem gegebenen Vorteile ermöglicht wird.

Claims (10)

1. Lichtdetektor, der in einem für die Verwendung einer photostimulierbaren Phosphorfolie (10) vorgesehenen Bilderzeugungsgerät angeordnet ist und einen Lichtsensor (14) zum Erfassen des von der stimulierbaren Phosphorfolie abgegebenen Lichts und zum Erzeugen eines der abgegebenen Lichtmenge entsprechenden Signals enthält und eine Lichtempfangsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorfolie (10) transparent ist und die Lichtempfangsfläche des Lichtsensors (14) an eine Fläche der transparenten Phosphorfolie (10) durch ein den optischen Kontakt mit der Phosphorfolie (10) herstellendes optisches System (12, 24, 30) optisch angekoppelt ist.

2. Lichtdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den optischen Kontakt mit der Phosphorfolie herstellende optische System (12, 24, 30) einen Lichtleiter (24) mit einer Eingangsfläche (36) und einer Ausgangsfläche (28) aufweist und ein erstes Mittel (12) zum Herstellen eines optischen Kontakts zwischen der Eingangsfläche (36) und der einen Fläche der Phosphorfolie (10) und ein zweites Mittel (30) zum Herstellen eines optischen Kontakts zwischen der Ausgangsfläche (28) und der Lichtempfangsfläche einer Sensoreinrichtung (26) aufweist.

3. Lichtdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste den optischen Kontakt zwischen der Eingangsfläche (36) des Lichtleiters (24) und der einen Fläche der Phosphorfolie (10) herstellende Mittel (12) eine Einrichtung (32) umfaßt, durch die zwischen der Eingangsfläche (36) und der einen Fläche der Phosphorfolie eine Schicht einer Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit (12) gehalten ist.

4. Lichtdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilderzeugungsgerät Mittel (16, 18) zum Abtasten der Phosphorfolie (10) mit einem Strahl stimulierten Lichts (A) in einer Linie (A) umfaßt und daß die Eingangsfläche (36) des Lichtleiters (24) einen rechteckigen Streifen bildet, der sich parallel zur Richtung der Abtastlinie der stimulierenden Strahlung erstreckt, und daß das Bilderzeugungsgerät außerdem Mittel (20, 22) aufweist, die eine Relativbewegung zwischen der Phosphorfolie und der Lichtempfangsfläche (36) des Lichtleiters (24) bewirken.

5. Lichtdetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32) zum Halten einer Schicht aus einer Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit

(a) einen Schlitz (44) zum Einführen einer laminaren Strömung der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zwischen der Phosphorfolie (10) und der Lichtempfangsfläche (36) des Lichtleiters (24),

(b) eine Pumpe (38) zum Sammeln der zwischen der Lichtempfangsfläche (36) und der Fläche der Phosphorfolie (10) hindurchgeströmten Flüssigkeit und

(c) eine Umwälzpumpe (42) zum Rückführen der Flüssigkeit von der Pumpe (38) zu dem Schlitz (44) aufweist.

6. Lichtdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (24) aus einem rechteckigen Block aus transparentem Material besteht, dessen Eingangsfläche (36) eine Seite des Blocks und dessen Ausgangsfläche (28) eine gegenüberliegende Seite des Blocks bildet, wobei die anderen Flächen (23) des Blocks mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sind.

7. Lichtdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter aus einem Spiegelkasten (32) besteht, der mit der Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit (31) gefüllt ist, wobei die Eingangsfläche aus der offenen Oberseite des Kastens und die Ausgangsfläche aus dem mit der Lichtempfangsfläche der Lichtsensoreinrichtung (26) verschlossenen Boden des Kastens besteht.

8. Lichtdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (12, 24, 30) zum Herstellen des optischen Kontakts ein Mittel (12) enthält, durch das eine Schicht einer Brechungsindex-Kompensationsflüssigkeit zwischen der Lichtempfangsfläche und der einen Fläche der Phosphorfolie gehalten ist.

9. Lichtdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter einen Keil (24) aus transparentem Material aufweist, dessen eine Seite die Eingangsfläche und dessen Basis die Ausgangsfläche (36) bildet, wobei die Eingangsfläche im wesentlichen in der gleichen Richtung wie die Phosphorfolie verläuft.

10. Lichtdetektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mittel ein optisches Filter (30) enthält, das sich auf einer der Eingangsfläche gegenüberliegenden Fläche des Lichtleiters (24) befindet und das stimulierende Strahlung durchläßt und abgegebene Strahlung reflektiert.